[发明专利]自衡式井下全通径单流阀

说明书

技术领域

本发明涉及油气田完井试油和井下作业领域，特别地，涉及一种自衡式井下全通径单流阀。 

背景技术

目前国内外在完井试油和井下作业施工中，常常遇到因地层压力大于管柱内压力而使管柱内液体上窜出现溢流的现象，严重者会导致井喷；另外在提管柱时由于抽吸作用也可能导致管柱内外压力不平衡而发生事故，等等这些情况严重危及井下施工作业的安全。目前，常用压井和关井来避免这种事故。 

然而，采用关井、压井消除井控风险存在许多弊端：一是不能及时知道井内压力变化，导致来不及关井；二是压井会造成油层污染；三是关井、压井延长了施工作业时间，降低了作业效率，增大了作业成本。 

发明内容

本发明目的在于提供一种自衡式井下全通径单流阀，能根据管柱内外压差的实时变化而自行及时开关，防止井喷事故的发生，提高了生产安全性，缩短了作业时间，大大提高了工作效率，降低了作业成本。 

为实现上述目的，根据本发明的一个方面，提供了一种自衡式井下全通径单流阀，其特征在于，包括：第一接头，具有油路通径；第二接头，具有油路通径，第一端与第一接头固定连接，形成容纳腔，第二端内壁上设置有第一定位结构，第二接头的位于第一定位结构和第一接头之间的内壁上还包括有环形内凸起；开关阀，与第一接头和第二接头同轴设置，并位于容纳腔内，包括具有油路通径的阀座以及设置在阀座的出口端的阀片，阀座与第一接头固定连接，阀座的位于环形内凸起上方的外壁上设置有第二定位结构；滑套，设置在第二接头与开关阀形成的环形腔内，滑套沿轴向方向在第一定位结构与第二定位结构之间滑动，并与阀片驱动连接，滑套靠近第一接头的第一端设置有凸缘；滑套与第一接头、第二接头以及开关阀分别围成与管内空间相通的第一密封腔体，以及与管外空间相通的第二密封腔体；阀片具有在外压大于内压时关闭阀口的第一工作状态以及在内压大于等于外压时打开阀口的第二工作状态。 

进一步地，第一定位结构与第二定位结构之间的开关阀的环壁上开设有内连通通道，滑套对应内连通通道的环壁上开设有延伸通道，内连通通道与延伸通道配合，共同连通管内空间与第一密封腔体；第二定位结构的下底面与第一接头之间的第二接头的环壁上开设有外连通通道，外连通通道连通第二密封腔体与管外空间。 

进一步地，阀片通过设置在阀座一侧的转轴可转动地设置在阀座的出口处，阀片包括位于转轴第一侧的阀片主体，以及位于转轴第二侧的凸轮；滑套对应凸轮的位置设置有调节开口，凸轮伸入调节开口内，根据调节开口的位置调节阀片主体的状态。 

进一步地，阀座的出口端一侧边缘的端面上固定设置有一对凸耳，转轴可转动地设置在凸耳上。 

进一步地，调节开口包括上边沿和下边沿，上边沿在阀片封闭阀口时与凸轮的上侧面贴合，下边沿在阀片完全打开时与凸轮的下侧面贴合。 

进一步地，内连通通道的轴向长度为滑套的轴向滑动行程，延伸通道的上边沿在滑套位于上极限位置时与内连通通道的上边沿齐平，延伸通道的下边沿在滑套位于下极限位置时与内连通通道的下边沿齐平。 

进一步地，滑套于调节开口处沿周向方向分为上滑套和下滑套，上滑套和下滑套固定连接。 

进一步地，第二接头包括固定连接在一起的上端部和下端部，上端部包括环形内凸起，下端部包括第一定位结构。 

进一步地，阀片为可拆卸地设置在转轴上的蝶形阀片。 

进一步地，阀座的出口端面上设置有软金属层或软合金层。 

本发明具有以下有益效果： 

1.滑套与第一接头、第二接头以及单向阀分别围成与管内空间相通的第一密封腔体，以及与管外空间相通的第二密封腔体，滑套与阀片驱动连接，使阀片处于在外压大于内压时关闭阀口的第一工作状态或者在内压大于等于外压时打开阀口的第二工作状态。由于通过管柱内外压差对单流阀的开闭进行控制，单流阀可以根据内外压差的实时变化而自行及时开关，提高了生产安全性，缩短了作业时间，提高了工作效率。 

2.调节开口包括上边沿和下边沿，上边沿在阀片封闭阀口时与凸轮上侧面贴合，下边沿在阀片完全打开时与凸轮的下侧面贴合。由于调节开口的上下边沿分别与凸轮的上下侧面为面接触，使得阀片能够完全打开或者关闭，保证了阀片的工作状态。 

3.阀片为可拆卸地设置在转轴上的蝶形阀片，一方面当阀片损坏或者失效时，能够及时对阀片进行更换，另一方面，蝶形阀片调节性能好，能够承受更高的压力。 

除了上面所描述的目的、特征和优点之外，本发明还有其它的目的、特征和优点。下面将参照图，对本发明作进一步详细的说明。 

附图说明